0.6V低功耗10位1MS/s单调开关SAR ADC：0.13μmCMOS中的共模稳定器技术

"这篇研究论文介绍了一种专用于无线传感器网络应用的0.6V 10位单调开关型SAR（逐次逼近寄存器）ADC设计，该设计采用在DAC（数字模拟转换器）中的单调切换方案，旨在节省芯片面积和降低功耗。在0.13微米CMOS工艺下实现。文章主要讨论了单调切换方案带来的共模偏移问题以及由此导致的比较器偏置误差，并提出了一种共模稳定器来解决在低电压设计中的这一挑战。通过仿真和实测结果验证了这种方法的有效性。" 本文关注的是在超低电压（0.6V）操作环境下，采用0.13微米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺的10位单态开关SAR ADC的设计。SAR ADC是一种常见的模拟数字转换器，其工作原理是通过逐步逼近的方式寻找最接近输入模拟信号的数字表示。在无线传感器网络中，这种类型的ADC因其低功耗和小尺寸而受到青睐。 文章指出，单调切换方案在节省芯片面积和功耗方面具有优势，但同时也带来了两个主要问题：一是共模偏移（common mode shift），二是与之相关的比较器偏置误差。共模偏移是指信号在所有输入通道上的平均值发生变化，这可能会导致ADC的精度下降；而比较器偏置误差则会影响ADC的线性和单调性，进一步影响转换性能。 由于0.6V的低电源电压限制，传统的恒流偏置技术无法有效地应用于动态比较器。为了解决这一问题，设计者引入了一种共模稳定器。这种共模稳定器专门针对低电压环境设计，其目的是减小共模偏移并稳定比较器的性能，从而提高ADC的总体性能。 通过模拟和实际测量，研究团队验证了共模稳定器的有效性。这表明，即使在如此低的电压下，也可以实现高精度和稳定性的转换，这对于能量受限的无线传感器网络应用至关重要。 这篇论文为低电压、低功耗ADC设计提供了一个创新解决方案，对于推动无线传感器网络以及其他需要高效能、低能耗ADC系统的领域有着重要的理论和实践价值。设计思路和方法可以为未来类似的研究和开发工作提供参考。